به گزارش ثریا - یک تیم بینالمللی از محققان با کشف یک شبهذره گریزان به نام پولارون(polaron) در یک ماده معدنی کمیاب و منحصر به فرد، یک معمای دیرینه در فیزیک کوانتومی را حل کردهاند.
این کشف که توسط دانشمندان دانشگاه کیل(Kiel) و مرکز تحقیقات «DESY» از جمله پروفسور کای راسناگل(Kai Rossnagel) انجام شده است، توضیح میدهد که چگونه این ماده میتواند به طور ناگهانی از یک فلز رسانای الکتریسیته به یک عایق کامل تبدیل شود.
این معما بر ترکیبی از تولیم(thulium)، سلنیوم(selenium) و تلوریم(tellurium) با فرمول شیمیایی «TmSe₁₋ₓTeₓ» متمرکز بود. فیزیکدانان از اینکه چرا این ماده پس از رسیدن محتوای تلوریم به تقریباً ۳۰ درصد، ناگهان از رسانایی جریان متوقف میشود (تغییری که ترکیب شیمیایی اولیه آن نمیتوانست توضیح دهد) گیج شده بودند.
رقص الکترونها و اتمها
پاسخ، یک ذره ساده نیست، بلکه یک موجودیت مرکب است. یک «پولارون» زمانی تشکیل میشود که یک الکترون به شدت با ارتعاشات اتمهای اطراف خود جفت میشود و یک حالت ترکیبی جدید ذرهای ایجاد میکند.
محققان در یک بیانیه مطبوعاتی توضیح دادند: «پولارون» را میتوان به عنوان نوعی رقص بین یک الکترون و اتمها توصیف کرد. در این ماده، الکترون با کمی اعوجاج در ساختار اتمی کریستال حرکت میکند که قابل مقایسه با یک فرورفتگی است که از طریق شبکه کریستالی عبور میکند.
این جفت شدن به طور مؤثر الکترونها را کند میکند و در نهایت باعث میشود ماده رسانایی خود را از دست بدهد و به یک عایق تبدیل شود.
استفاده از پرتو ایکس قوی
این تیم پس از سالها تحقیق مستمر، این پدیده را کشف کرد. محققان با استفاده از طیفسنجی گسیل نوری با وضوح بالا در تأسیسات مختلف سینکروترون جهانی، ماده را با پرتو ایکس قوی و شدید بمباران کردند تا رفتار الکترونهای آن را مطالعه کنند.
سالها بود که یک «سیگنال کوچک اضافی» در اندازهگیریهای آنها ظاهر میشد که یک «برآمدگی کوچک» در کنار سیگنال اصلی بود که تیم در ابتدا آن را به عنوان یک خطای فنی در نظر گرفت.
این تیم خاطرنشان کرد: این سیگنال در اندازهگیریهای مکرر دوباره ظاهر شد که باعث یک تحقیق سیستماتیک به رهبری دکتر چول-هی مین(Chul-Hee Min) شد. وی تحقیق در مورد این ماده را از سال ۲۰۱۵ آغاز کرد.
این موفقیت زمانی حاصل شد که تیم با نظریهپردازان همکاری کرد. آنها یک چارچوب نظری استاندارد، معروف به «مدل دورهای اندرسون» را برای گنجاندن جفت شدن الکترونها با ارتعاشات اتمی تطبیق دادند.
«مین» توضیح داد: این گام تعیینکننده بود. به محض اینکه این برهمکنش را در محاسبات گنجاندیم، شبیهسازی و اندازهگیریها کاملاً با هم مطابقت داشتند.
پیامدها برای مواد کوانتومی
در حالی که پولارونها یک مفهوم نظری شناخته شده بودند، این مطالعه اولین باری است که وجود آنها را به صورت تجربی در این دسته خاص از «مواد کوانتومی» اثبات میکند.
محققان معتقدند که این یافتهها میتوانند پیامدهای قابل توجهی فراتر از این ترکیب داشته باشند. تصور میشود اثرات جفت شدن مشابه در سایر مواد پیشرفته، از جمله ابررساناهای دمای بالا و مواد دوبعدی نیز وجود داشته باشد.
«راسناگل» گفت: چنین اکتشافاتی اغلب از تحقیقات پایه مداوم ناشی میشوند، اما آنها دقیقاً همان چیزی هستند که میتوانند در درازمدت به فناوریهای جدید منجر شوند.
موفقیت این تیم در شناسایی «پولارون»، نه تنها تغییر عجیب این ماده از فلز به عایق را توضیح میدهد، بلکه یک مفهوم نظری کلیدی را در دسته جدیدی از مواد تأیید میکند.
این کار، مسیر جدیدی از تحقیقات را باز میکند و به دانشمندان اجازه میدهد تا بررسی کنند که چگونه میتوان از این «رقص» میان الکترونها و اتمها در سایر سیستمهای کوانتومی استفاده کرد.
این یافتهها در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
منبع : شبه ذره
محقق ایرانی پمپ مینیاتوری برای نرم روباتها ابداع کرد
اندیشمندان مسلمان از شهدای کودک میناب میگویند
خبر خوش برای فناوران علوم شناختی؛ حمایت بدون سقف از طرحهای فناوری
دانشجویان میتوانند اعتراض به احکام انضباطی را به وزارت علوم بدهند
وزیر علوم: دانشجویان جدیدالورود احتمالاً از نیمسال دوم وارد دانشگاه میشوند
زمان برگزاری آزمون کارشناسی ارشد ناپیوسته ۱۴۰۵ جابهجا شد
خودروهای خودران بایدو با نام «AmiGo» مجوز فعالیت در شرق سوئیس گرفتند
رقابت سخت منطقهای برای جذب دانشجویان خارجی؛ هشدار دانشگاه امیرکبیر
امضای تفاهمنامه مشترک دانشگاههای صنعتی UT۵ برای تقویت همافزایی
تغییر زمان امتحانات دانشگاهها در ایام تشییع رهبر شهید انقلاب
تأثیر مثبت نمرات پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵؛ سوابق دوازدهم همچنان ۶۰ درصد
طرح «حامی» برای جبران کاستیهای یادگیری دانشآموزان اجرا میشود
وام ودیعه مسکن دانشجویان علوم پزشکی برای شهر تهران افزایش یافت
شهید لاریجانی؛ الگویی که مصلحت جامعه را بر فرد مقدم میدانست
بحران صندلی خالی در دانشگاهها؛ هشدار درباره آینده نزدیک
رئیس دانشگاه جامع انقلاب اسلامی: روحیه دفاع مقدس را در علم و فناوری بازتولید کنیم
حذف آزمون جامع در راه است؟ برنامه تحول وزارت علوم برای مقاطع کارشناسی تا دکتری
سنت منطقی اسلامی چگونه پشتوانه مواجهه با منطق ریاضی است؟
جهان اسلام به این روحانی فرزانه و اهل ادب میبالد
بانو مجتهده امین نماد توانمندی زنان است
بازیگر معروف: صداپیشگان شایسته دریافت اسکار بازیگری هستند
اختتامیه پویش ملی وطن به روایت من برگزار شد
اهدای نامه سید مجید موسوی و انگشتر یادبود به فرزند شهید سید مصطفی میرغفاری
حرمهای کربلا در آستانه محرم سیاه پوش شدند
زمان تشییع رهبر شهید اعلام شد +جزئیات را اینجا بخوانید
هزینه ثبتنام جهش تحصیلی دانشآموزان اعلام شد
مجموعهکتاب «داستانهای غولی» درباره اهمیت آب به کودکان میآموزد
نگاهی به نقش توییتر در جنگ رسانهای دشمن در کتاب «توئیتری شدن سیاست»
تکرار سنت اهریمنی استکبار در عاشورای ۱۴۰۵ در حمله به یک منابع آب
طراح بازی «نجات دختران اپستین توسط بچههای میناب» از این بازی میگوید
درباره زندگی رازآمیز درختان در این کتاب بخوانید
هکرها پیامرسان دولتی فرانسه را هک کردند
رونمایی آستان مقدس علوی از پروژه نگارش نسخهای نفیس از نهجالبلاغه
اختراع کتی که هوا را به آب آشامیدنی تبدیل میکند
وزیر علوم: اساتید دانشگاه با امید و انگیزه در کلاس درس حاضر شوند
مقابله با موج محتوای غیرقانونی در بحرانها؛ بریتانیا شبکههای اجتماعی را ملزم به سازوکار ویژه کرد
شکایت جدید علیه OpenAI؛ ChatGPT نتوانست جلوی خودکشی کاربر را بگیرد
مأموریت دانشگاهها در برنامه «مهر» برای حل بحران آب، ناترازی انرژی و تورم
بازگشت ۴۵۰۰ دانشجوی دانشگاه شریف از امروز
تأکید رئیس مرکز هیئت امنا و ممیزه بر نقش کلیدی فناوری در دفاع ملی
آگهی/ از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
توانمندسازی مدرسان آموزش خانواده با رویکرد جوانی جمعیت
ایلان ماسک نخستین تریلیونر دنیا میشود
افزایش سهمیه بومی در دستیاری دندانپزشکی؛ اعلام آخرین مهلت ثبتنام
تاکید بر ارتقای کیفیت آموزش هُنر در مدارس
اپ ادیتس متا صاحب دستیار هوش مصنوعی می شود
تبدیل شدن آئین تعویض پرچم امام حسین(ع) به رویدادی جهانی
اهمیت هوش مصنوعی در مسیر ارتقای کیفیت آموزشی
جلسه تلاوت و هماندیشی قاریان بینالمللی مزین به نام رهبر شهید
فلسفه در اندیشه حضرت امام، مقدمهای ضروری برای رسیدن به عرفان است
جریان قاتلان حسین (ع) امروز در مقابل امت ایشان قرار گرفتهاند
جدایی متا از شریک چینی جنجالی کلید خورد
احتمال اعمال محدودیت دوباره بر اینترنت بینالملل وجود دارد؟
خدمات ابری گوگل در هند مختل شد
چه چیزی کلید مرگ را در کهکشانها میچرخاند؟
جنجال غیبت زنان در میان فضانوردان آرتمیس ۳
داستان جالب کندترین آزمایش جهان چه بود؟
تاثیر باورنکردنی چای بر سلامتی و افزایش طول عمر
اقدامات حرم حضرت ابوالفضل العباس(ع) برای استقبال از ماه محرم
رویکردی اجتهادی بر جایگاه مردم در حکمرانی از منظر فقه شیعه در کتاب «فقه، مردم و حکمرانی»
واکاوی در مسئله عرفان و سلامت معنوی کودکان در یک نشست
نتیجه نهایی گفتگوی پیامبر با مسیحیان نجران پس از ماجرای مباهله چه شد؟
افتتاح سردخانه دومداره آمونیاکی شهر اهر با حضور حجت الاسلام خاموشی
هشدار قالیباف به ترامپ و دیگر رهبران جهان+عکس
حجتالاسلام قمی: زبان در وصف شما مردم مبعوث شده قاصر است
طرح روضههای خانگی سدره به مناسبت ماه محرم آغاز به کار کرد
نیاز داریم که همگی نسبت به معضلات و نیازها احساس مسئولیت کنیم
جزئیات جدید اعمال سوابق تحصیلی در کنکور سراسری ۱۴۰۵ را اینجا بخوانید
به کارگیری هوش مصنوعی جمینای در کروم به غرب آسیا رسید
زیرساخت حقیقی این سرزمین، تمدن کهن، فرهنگ و هنر ماندگارش است
تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاههای غیردولتی بر اساس نرخ تورم
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
اقتدار دفاعی ایران، ایدهای نو در بازیهای رومیزی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاههای غیردولتی بر اساس نرخ تورم
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
افزایش سهمیه بومی در دستیاری دندانپزشکی؛ اعلام آخرین مهلت ثبتنام
جزئیات جدید اعمال سوابق تحصیلی در کنکور سراسری ۱۴۰۵ را اینجا بخوانید
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
مأموریت دانشگاهها در برنامه «مهر» برای حل بحران آب، ناترازی انرژی و تورم
رویکردی اجتهادی بر جایگاه مردم در حکمرانی از منظر فقه شیعه در کتاب «فقه، مردم و حکمرانی»
واکاوی در مسئله عرفان و سلامت معنوی کودکان در یک نشست
جنجال غیبت زنان در میان فضانوردان آرتمیس ۳
نیاز داریم که همگی نسبت به معضلات و نیازها احساس مسئولیت کنیم
افتتاح سردخانه دومداره آمونیاکی شهر اهر با حضور حجت الاسلام خاموشی
خدمات ابری گوگل در هند مختل شد
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
جدایی متا از شریک چینی جنجالی کلید خورد
چه چیزی کلید مرگ را در کهکشانها میچرخاند؟
اقدامات حرم حضرت ابوالفضل العباس(ع) برای استقبال از ماه محرم
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
نتیجه نهایی گفتگوی پیامبر با مسیحیان نجران پس از ماجرای مباهله چه شد؟
تبدیل شدن آئین تعویض پرچم امام حسین(ع) به رویدادی جهانی
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
به کارگیری هوش مصنوعی جمینای در کروم به غرب آسیا رسید
تکرار سنت اهریمنی استکبار در عاشورای ۱۴۰۵ در حمله به یک منابع آب
وزیر علوم: دانشجویان جدیدالورود احتمالاً از نیمسال دوم وارد دانشگاه میشوند
پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد
تأکید رئیس مرکز هیئت امنا و ممیزه بر نقش کلیدی فناوری در دفاع ملی
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
توانمندسازی مدرسان آموزش خانواده با رویکرد جوانی جمعیت
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.